外部性的复杂性与科斯定理.doc
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第10组：
实验经济学及其他分支学科
外部性的复杂性与科斯定理
胡石清乌家培
（福建泉州华侨大学商学院）
摘要：
外部性分为简单外部性和复杂外部性，对于简单外部性，科斯定理具有很好的实用价值，但是对于复杂外部性，D-O模型说明了基于自利理性的分析是有局限的。
从个体理性的二元性出发，引入社会理性，复杂外部性问题才能得到解决。
关键词：
外部性复杂性自利理性社会理性
一、引言
外部性是指在特定的经济活动中，未参与决策的一方受到了经济活动的影响，并且缺乏有效的反馈机制获得补偿。
外部性反映了在经济活动中，活动的实施者（行为方）对其他人（受影响方）的影响，具有两个基本特征，一是受影响方的“决策的非参与性”，即受影响方没有参与行为方的行为决策，是行为方的单方面行动；二是受影响方“缺乏有效的反馈机制获得补偿”，无法将受到的影响反馈给行为方从而得到补偿。
外部性的意义正是要揭示在缺乏有效的反馈机制下，如何解决经济活动对那些没有参与决策的被动受影响方的补偿问题。
外部性中的一方对另一方的影响以及反馈机制等，体现了系统的特性，所以，需要用系统观和系统方法来分析。
然而，在外部性的研究中，一直没有认识到外部性的复杂性，没有引入系统论方法，采用的仍然是还原论方法，这是外部性研究的局限。
系统是相互作用的诸要素的综合体，有简单系统和复杂系统之分，简单系统可以采用还原论方法，但对于复杂系统，由于其非线性、涌现等特点，只能应用复杂性理论来研究。
复杂性理论已经成为当今世界的跨学科、跨领域的热点理论，圣达菲研究所创始人考温把复杂性科学誉为“21世纪的科学”。
解决外部性问题需从系统的角度来从方法上跨越还原论，引入系统论，按照复杂程度区分不同的外部性类型，针对不同类型的外部性，对症下药，解决好现实中的外部性问题。
二、简单外部性与复杂外部性
为了明晰外部性的外延，我们将特定经济活动的行为方作为一个核心，从这个核心出发，不断扩大系统的边界，将系统对环境的影响范围划分为不同的“外部”：
一是行为方对直接参与者的影响，二是对与特定经济活动紧密联系的其他经济体以及相关产业等间接参与者的影响，三是对社会和自然环境的影响。
根据受影响对象的不同，把外部性分为第一类外部性、第二类外部性和第三类外部性。
第一类外部性是行为方对直接参与者的影响，这里的受影响方就是活动的另一些直接参与者。
这类外部性正是科斯研究的范畴，在科斯学派的一系列案例中，都是指活动的行为方与另一方直接参与者之间的矛盾，如养蜂人与果园主的关系、工厂排污对湖中渔场的影响等，都是特定经济活动的直接参与方之间的关系。
对于第一类外部性，由于科斯的贡献，称为科斯外部性，其最大特点是“直接性和简单性”，受影响方受到的影响是直接的，受影响方的数量不多，彼此之间也没有联系，这一外部性主要解决行为方与受影响方的关系，而不需要讨论更大范围内受影响方及其相互关系，所以具有简单性。
第二类外部性是行为方对跟特定活动有紧密联系的其他经济体以及相关产业等间接参与者的影响。
在第二类外部性中，受影响方没有直接参与特定的经济活动，但却间接受到了行为方的影响。
第二类外部性正是马歇尔的外部经济所研究的范畴，所以又称为马歇尔外部性，其最大的特点是“间接性、紧密型和规模性”，即受影响方受到的影响是间接的，与行为方的关系比较紧密，另一方面，受影响方具有一定的规模，受影响方之间也有复杂的关系，这类外部性呈现出系统的复杂性。
第三类外部性，就是行为方对社会和自然环境的影响。
这类外部性包括了很多领域，如公共经济学、环境、生态、以及可持续发展等。
庇古在最先提出“外部性”概念时，其真实意图就是要解决这类问题，所以，将第三类外部性称为庇古外部性。
第三类外部性的特点是“间接性、广泛性和松散性”，受影响者间接受到影响是，受影响者非常广泛但相互之间联系松散，这给受影响方对行为方的影响进行反馈带来了困难。
这类外部性问题非常复杂，其影响也很深远。
以上三类外部性如图1所示。
经济活
动主体
（行为方）
紧密的间接参与者
社会和自然环境
直接参与者
图1：
以行为方为核心的三个系统和三个外部
根据系统论的观点，三类外部性的复杂程度是不一样的。
第一类外部性是对直接参与方的影响，受影响方是少数几个对象，各方的关系相对简单；第二类和第三类外部性，其影响是间接的，影响的范围比较广泛，受影响方的规模也很大，受影响方对行为方的反馈越来越困难。
第二和第三类外部性都不是针对某个或几个对象，而是外部的群体或外部环境，是具有一定规模的系统，这就决定了第二和第三类外部性不能按单个受影响方的方式来分析。
复杂系统具有整体涌现性（Emergence），各个受影响方之间不能简单叠加，只能通过复杂的方法处理。
从第一类外部性到第二和第三类外部性，出现了质的变化，即系统复杂性的出现，例如，在第一类外部性的研究中，受影响方是一个或者少数几个互不相关的个体；而在第二类外部性中，受影响方是一个群体，群体内部又是相互关联的，如公物悲剧模型中，村民之间的相互依赖关系，共用品提供问题中各方的机会主义（依赖关系）等，都是第一类外部性所不具备的。
而第三类外部性中，有影响方具有更大的规模，如工厂排污对湖水污染的案例,这个案例庇古学派用，科斯学派也用，但两者是有差别的。
科斯讨论了工厂排污对渔场养鱼的影响，但并没有讨论工厂排污对湖边众多居民的影响，也没有讨论对湖水生态的影响，只能属于第一类外部性，因为渔场属于污染活动的直接影响者，如果没有渔场，工厂的排污就可以不考虑，并且，这里的受影响方只有一家或者几家，他们之间没有关系。
但是，如果工厂排污造成了对湖水的污染，从而影响了湖边众多的居民，这就属于第三类外部性。
一方面，工厂的污染是对湖水环境的污染，那么谁来代表湖水与工厂谈判呢？
这是环境和生态问题的一个重要问题；另一方面，湖边的居民人数众多，每个人的损失可能不是很大，但总损失非常大，如何将大家组织起来呢？
这就说明相互之间是关联的。
正是由于这个原因，1965年，曼瑟尔•奥尔森在《集体行动的逻辑》一书中就指出，当越来越多的人卷入将外部性内部化的过程时，科斯所谓的“自愿谈判”过程会越来越困难，甚至根本不可能使科斯谈判获得帕累托有效。
基于此，称第一类外部性为简单外部性，称第二和第三类外部性为复杂外部性。
外部性的分类如图2所示。
简单外部性
复杂外部性
外部性分类
第一类外部性：
科斯外部性
第二类外部性：
马歇尔外部性，网络外部性，货币外部性
第三类外部性：
庇古外部性
图2.外部性的分类
三、科斯定理与简单外部性的解决
外部性的两个特点，即决策的非参与行性和缺乏有效的反馈机制是解决外部性的突破点。
如果能够解决决策的非参与性，那么外部性问题就不存在了，而如果不能解决决策的非参与性，那就需要建立有效的反馈机制来解决外部性。
目前解决外部性的方法很多，主要有两种，即庇古税方法和科斯产权理论，从深层次来看，科斯是解决决策的非参与性问题，而庇古是解决反馈机制问题。
庇古最早提出外部性的解决方法，即庇古税方法，但受到了科斯的批评，在科斯著名的《社会成本问题》中，科斯在提出产权理论外，还专门讨论的庇古税的问题，认为庇古税方法限制了经济选择。
关于庇古税方法，虽然是希望通过政府的税收或补贴形式解决反馈机制问题，但并不是由受影响方的反馈，所以很难达到效果，这里不再论述，主要讨论科斯的方法。
1、科斯定理
1960年，科斯发表了著名的《社会成本问题》，后来，斯蒂格勒（Stigler）把该文的结论称之为“科斯定理”，经济学界逐渐认可了科斯定理的存在。
但科斯本人并没有详细说明该定理的确切含义，所以科斯定理至今没有统一的定义，存在着不同的表达方式。
较权威的表达方式是：
只要交易成本为零，明确的产权界定都会达到经济效率的帕累托最优（效益定理）；不同产权的分配方式不会影响资源的配置，即任何产权分配方式都会导致帕累托最优状态（中性定理）。
（廖卫东，2004）科斯之后，产权理论发展迅速，成为了解决外部性问题的重要方法。
按照科斯的思路，只要产权确定了，不管产权属于哪一方，在零交易费用的情况下，市场都是有效率的，也就是说，外部性的影响在产权明确的条件下，是可以反馈的，即市场是有效的反馈机制。
科斯的解决外部性的方法称为“外部性内部化”，即将外部（受影响方）通过产权与内部（行为方）联系起来，由“产权”使受影响方参与行为方的决策，通过谈判解决外部性问题。
科斯在《社会成本问题》一书中写道：
“必须决定的真正问题是允许甲损害乙，还是乙损害甲，关键是避免较为严重的损失。
”
2、简单外部性的解决
科斯提出“外部性内部化”，所谓内部化，其实就是将受影响方与行为方构成一个整体，从我们前面对系统的划分来看，这正是将行为方这个第一类系统扩展为第二类系统，即将直接参与方包含进来，这样，“第一类外部”就与“第一类系统”共同构成了“第二类系统”，这就是外部性内部化。
而这个外部性内部化的结果就是受影响方可以与行为方直接谈判，事实上已经参与了行为方的决策，从而从源头上解决了外部性。
那么，怎样才能使第一类外部与第一类系统结合呢？
科斯提出了产权理论，界定产权是形成第二类系统的前提，有了产权作为前提，行为方和受影响方的关系就明确了，行为方和受影响方就有了交易的基础，有了这个基础，行为方与受影响方就构成一种市场关系，从而成了一个系统（第二类系统）内部的不同元素。
系统内部的元素间有了明确的关系，交易才能进行。
以科斯的工厂烟尘对附近居民影响的案例来分析，不管产权属于谁，是工厂自己装烟尘净化器，还是居民装防烟窗，就看居民与工厂计算哪种方式更有效率，通过交易产权来解决。
这里已经没有外部性了，因为行为方是否排烟已经是与受影响方（附近居民）一起决策的结果。
所以，在科斯这里，外部性是真的解决了。
这也正是产权理论发展非常快的原因，因为产权理论对这类外部性的解决具有显著的效果。
科斯的产权理论解决了第一类外部与第一类系统的合并问题，那么，是否也可以利用产权这个概念解决第二类外部与第二类系统合并的问题呢？
即也通过外部性内部化，使第二类外部与第二类系统间各元素也产生紧密的联系、从而构成第三类系统，在第三类系统内部解决第二类外部性呢？
前面叙述了，第二类外部性是复杂外部性，第二类外部与第二类系统结合，会形成一个复杂的系统，第三类系统的复杂性主要体现在系统内元素的规模上。
我们来看“公物悲剧”模型，这是一个第二类外部性问题，如果只有两个村民，可以通过谈判划分出各自的草地，不会出现草地被过度使用的外部性问题（注意，这里的外部性不是一个村民对另一个村民的直接影响，而是村民养羊对草地的影响从而形成了对整个村民养羊的影响，这里的外部性是间接的，还是规模化的），正是由于村民众多，草地无法划分，众多村民不能简单叠加，村民之间的复杂关系，不仅仅只是产权的关系，所以，仅仅通过产权划分，是无法解决问题的。
再回过头来看第一类和第二类系统内部，第一类系统内部就只有行为方一个人，这是最简单的系统；第二类系统，是行为方和直接参与方，并且直接参与者规模不大，这还是简单的系统，各元素之间只要明晰了产权关系，就可以依照产权关系来沟通。
但是，在第三类系统内部，当系统内部元素规模化之后，还会出现有些人的机会主义心理，那么，同是受影响方，受影响的程度可能不一样，受影响方的心理也会不一样，彼此不同质的、没有关联的个体，而是产生了依赖、坐享其成等相互关系，这就是复杂性，仅考虑这种依赖关系，产权就无法解决。
这种复杂性决定了第二类外部与第二类系统的结合不能只靠产权关系，还需要其他的关系才能合并构成第三类系统，也就是说，产权无法将第二类外部性内部化。
同样，第三类外部更不可能通过产权与第三类系统合并成一个新的系统。
事实上，当人们将科斯的产权理论应用于环境问题等一些复杂外部性问题时，科斯理论并不是很有效，这也说明了科斯方法的局限，学术界对科斯理论的局限也几乎达成了共识：
①在受影响者众多时，科斯定理解决不了搭便车问题；②外部性涉及的人数众多时，他们自愿地组织起来试图将外部性内部化，其成本是巨大的；③建立一系列的产权反而会导致低效率，因为许多产权不是通过法律而是通过一些公共规则建立的。
（王冰、杨虎涛2002）这些因素正是形成复杂性的前提。
那么，复杂外部性又如何解决呢？
除了产权，还需要什么才能使第二类外部与第二类系统合并呢？
四、社会理性与复杂外部性的解决
对于复杂外部性，科斯的产权理论是无法解决的，原因就在于个体的自利性，个体的自利性使个体出现机会主义心理，从而造成了市场失灵。
在自利理性下，迪克西特和奥尔森构造的D-O模型说明了复杂外部性是无法解决的，也就是说，复杂组织难以形成。
因为一旦复杂性组织形成了，就说明了在一个大的系统内各方能共同参与决策，协调各方的利益，从而解决了复杂外部性。
D-O模型给了我们一个悲观的结论，然而，现实并不悲观，虽然复杂外部性问题的确是一个难题，但并不是无法解决，很多人并没有搭便车，而是不断形成各种复杂性的组织，解决各种复杂外部性。
如像“全球气候变化组织”这样的组织现在越来越多，不断参与到全球环境保护、可持续发展中来，才使得全球气候变暖这样的复杂外部性问题出现了解决的希望。
1、Dixit-Olson模型
2000年，迪克西特（A.Dixit）和奥尔森（M.Olson）提出了一个共用品提供模型（下面简称“D-O模型”）：
设有N个成员组成的社会，假定提供一种共用品（commongoods,对这个词有各种不同的译法，如公共物品、公有品，公物，公用品、共用品等，严格来讲，共用品是最恰当的），共用品可以对每个社会成员带来的利益为V，而生产共用品的总成本为c。
令M为满足不等式MV>c的最小正整数，M代表该共用品得以实现的最低限度的支持人数，所以有MV>c,（M-1）V参与和不参与，一旦选择了参与，就要分担共用品的成本，而不参与的话，在共用品实现时可以搭便车，即使共用品没有实现也不要付出成本，又设社会最后决定提供共用品的概率为p（p<1）。
D-O模型最后的结论是，随着M的增大，P趋近于0，也即是说，当一个共用品需要更多的人提供时，越不可能提供。
这就说明了随着人数增加，科斯外部性内部化的措施“自愿谈判”的均衡结果是接近于“总体无效”。
D-O模型一方面指出了科斯定理在解决复杂外部性问题时的局限，另一方面，也对共用品提供问题提出了挑战，说明了类似于共用品提供问题这样的复杂外部性几乎是无法解决的。
但是，正如上面提到的，复杂外部性的解决并不是那么悲观，经济领域内的复杂外部性非常广泛，如果不能解决，只能说明我们人类没有希望。
但是，社会是发展的，人类也是在不断发展的，由于人的交往越来越多，复杂外部性在今天也是越来越广，这些复杂外部性并没有滚成雪球，越来越大，而是越来越有希望解决，其原因就在于我们社会存在D-O模型所没有揭示的经济行为，而这正是解决复杂外部性的关键。
仔细分析D-O模型，会发现该模型暗含了经济学的“经济人”基本假设，即人是自利的，自利是人的唯一目标。
在这样的假设下，每个人唯一的追求自身利益的最大化，所以，每个人都是在有搭便车的机会下就一定会搭便车，所以，最终的结果就是没有人来提供共用品。
但是，社会中的人并不都是只追求自身利益的最大化，还会追求社会利益的最大化，这就是“经济人假设”中自利理性的偏颇之处。
“经济人”中的理性假设，仅仅只体现了个体的自利性，不妨称为“自利理性”，即个体在社会经济生活中追求自身利益的最大化，而没有体现个体的社会性。
其实个体具有很强的社会性，个体除了追求个体利益最大化外，也会以整个社会利益为目标，追求社会利益的最大化。
个体的这种社会性深刻地影响到了人的经济生活中，所以，个体的理性假设也应该体现出人的这种社会性，不妨假设人的这种对社会的关怀为人的“社会理性”，也就是说，个体除了具有自利理性外，还具有社会理性。
正是人的这种二元理性，使得共用品提供这样的复杂外部性问题能够得到解决。
2、个体的二元理性假设
现代经济学的一个最基本假设——理性人假设，是所有经济学分析的基础，D-O模型就是在这样的假设下展开的。
然而，很多的实验研究以及社会现实说明人不是单一的自利理性的，在自利理性之外，还具有社会理性。
即个体的理性具有二元性，个体的理性包括“自利理性”和“社会理性”，二者在个体的理性中，反映的个体目标的多向性，自利理性追求自身利益的最大化，而社会理性追求社会的利益及其他目标。
个体的社会理性假设，计算机仿真领域早已经有学者提出来，在基于Agent的计算中，多主体系统（MAS:
Multi-AgentSystem）中各个Agent需要具有不同的特征，而Agent的社会性就是一个方面，N.R.Jennigs和J.Campos根据人类处理问题的推理方式，设计出具有社会理性的Agent的决策框架，提出了社会理性的概念。
（Jennigs&Campos，1997）这说明研究经济问题必须突破个体单一理性的假设。
复杂外部性的解决，不可能仅仅依靠个体的“自利理性”，还必需建立在个体的“社会理性”上。
胡石清等构造了个体理性二元假设（胡石清、乌家培，2009），假设每一个人既具有自利性，又具有社会性，既不是纯粹的自利理性，也不是纯粹的社会理性，而是既追求个体利益，又追求社会利益的综合体。
社会中人员众多，个性各不相同，有的人过于自我，凡事都只考虑自己，有的人则善于换位思考，凡事考虑群体利益。
社会中人的社会理性的程度是不一样的。
人的二元理性假设如图2所示。
RS（社会理性）
Rd（自利理性）
1
1
0
个体理性
图3.个体理性的分解
设R为一个人的理性，Rd为个人的自利理性,Rs为个人的社会理性，则有：
R=Rd+Rs，令R＝1，有Rd+Rs＝1，那么Rs意味着个人的内心里社会利益占的比重（Rd则相反），称Rs为社会理性系数，反映个体的社会理性程度。
3、复杂外部性的解决
对于简单外部性问题，基于自利理性的科斯定理是有效的，但是，对于复杂外部性问题，D-O模型说明了仅仅基于个体的理性是无法解决的。
考虑个体的社会理性，按照科斯的案例分析方法，这里以一个“河流污染”的案例来研究。
（1）案例说明
假设有一条大的河流，河边住了100万人，另有100家大企业，向河里排放污水。
每家企业如果购置污水处理设备，将污水净化后再向河里排放，每年的设备运转和维护需要100万元，如果直接将污水排放到河里，就可节省这100万，但造成的污染影响为100（万）*100（家）*ε（外部性系数），假设ε=-3，那么对河水的污染总损失就是30亿元，分摊到每个居民头上，每个居民每年受到300元的负面影响，由于并没有规定是企业可不可以直接排污，也没规定居民是否可以享受洁净河水，所以，居民需要成立一个“大河保护协会”，维护河水的洁净，争取政府通过一个法案保护河水的洁净，这需要100万元。
在这个案例中，企业会怎么选择，居民又会如何选择呢？
首先，只有居民联合起来，成立一个民间社团组织----“大河保护协会”，协会才有可能和企业谈判，才有可能将复杂外部性转变成简单外部性。
那么，居民能否组成这样一个协会呢？
根据D-O模型，在这样的案例中，随着居民人数（n）增多，居民参与协会的概率（p）越来越小，当n趋于无穷大时，p趋于0，但是，D-O模型是基于人的“自利理性”的，也就是说，在人的二元理性中，个体的社会理性Rs＝0，而现实中个体的社会理性Rs不会等于0。
那么，在社会理性下，协会能否成立呢？
（2）案例分析
首先构造博弈模型，假设某个居民发起成立“大河保护协会”，他联合了1000个居民参与进来，成立协会，那么每个居民参与进来的费用为1000元，结果可能会出现下面几种情况：
1）协会成立，但没有争取到政府的支持，居民享有洁净河水的权利没有法律保障。
这样，每个企业节省了100万，每个参与协会的居民，损失为1300元（参与协会的费用1000元和受到污染损失300元），没有参与协会的居民损失为300元。
2）协会成立，得到了政府的支持，企业还是直接排污，但企业必须补偿每个居民的损失。
这样，每个居民由于河水的污染损失300元，但可得到企业300元的补偿，所以，没参与协会的每人的损失为0，而参与协会的居民损失为1000元；每个企业节省了设备费用100万，但要赔偿300万元，净损失为200万元。
3）协会成立，取得了政府支持，企业购置污水处理设备，河水不再受到污染。
这样，每个企业要购置设备，费用为100万元，而河水没有受到污染，每个居民的损失为0，但参与协会的居民的费用为1000元。
各种情况的博弈结果如表9和表10。
表1：
居民参与协会各方的收益情况（未获政府支持）
企业
直接排污
购置设备
居
民
参与协会
-1300，0
-1000，-100万
不参与者
-300，0
0，-100万
表2：
居民参与协会各方的收益情况（获得政府支持）
企业
直接排污
购置设备
居
民
参与协会
-1000，-200万
-1000，-100万
不参与者
0，-200万
0，-100万
在两种情况下，帕累托最优（PE）为（不参与，购置设备），但纳什均衡（NE）为（不参与，直接排污）和（不参与，购置设备），即获得政府的支持，帕累托最优可以与纳什均衡相一致，但要获得政府的支持，又必须参与协会。
注意，这里的企业总收益还要×100，居民的总收益还要×100万。
可见，居民参与协会是占劣策略，不会有人愿意参与河流保护协会，这符合D-O模型的结论，并且这种情况现实中也是存在的，如一些河流已经成了臭水沟，一些动物因为滥捕而灭绝（2007年8月8日，科学家正式宣告白鳍豚灭绝）。
但是，现实也呈现另外的一面，随着人们的认识水平的提高，人们对社会的关注越来越强烈，很多的人投入到各种保护者协会中去，为了整个社会，为了大自然牺牲一些自身的利益，这正是个人社会理性的体现。
只看到个体理性中的自理理性，其实是把人类社会当成了动物世界，而真正的人类社会，就必须考虑个体的社会理性。
在这个案例中，从社会整体利益来分析，企业购买设备要比直接排污要好，因为这里的外部性系数ε=-3,当然，对居民来说，最好是不参与，但一旦企业在直接排放，从社会整体利益来分析，参与协会要占优于不参与。
所以，对企业来说，社会理性体现为购买设备，自利理性体现为直接排放；对居民来说，社会理性体现为参与协会，自利理性体现为不参与。
对于居民来说，虽然参与协会要付出费用，但事实上，参加协会的人越多，每人付出的费用就越少，如果每个人都参与，那么每个人的费用只有1元钱，远少于承受的污染损失300元（这里体现了网络外部性）。
但是，不能期望每个居民都有很高的社会理性，假设居民中社会理性呈一定的概率分布，在100万居民中，有的人社会理性高一些（Rs>0.5）,他就会参与协会，设这部分居民的比例为p;而有的居民社会理性会低一些（Rs<0.5）,他就会搭便车，这部分居民的比例为（1-p）。
企业也可以做同样的假设，设社会理性高的企业的比例为q,而社会理性低的企业所占的比例为（1-q）。
协会的成立与参与协会的人数有关，即与p有关，而协会成立后，能否获得政府的支持也有一个概率，假设这个概率是已知的，综合起来，假设协会成立并获得政府支持的概率为ap（这里a为常数），那么，协会无法成立或不能被政府支持的概率为（1-ap）。
假设协会成立并获得政府的支持。
居民中参加协会的人数为p×100万，每个人的费用为1/p元（前面假设100人参加，相当于p=0.1%,所以每人要分担1千元）。
企业和居民的理性分布及收益如下表11。
表3：
假设协会成立并获得政府的支持
企业
直接排污（1-q）
购置设备（q）
居
民
参与协会（p）
-1/p,-200万
-1/p,-100万
不参与协会（1-p）
0,-200万
0,-100万
假设协会不能成立或不
升级会员 